FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINS CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE PALMAS CURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL
TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO - TCC
JÉSSICA LOPES CUEVAS
AVALIAÇÃO DO RISCO DO GÁS CLORO UTILIZADO NO PROCESSO DE DESINFECÇÃO DE UMA ESTAÇÃO DE TRTAMENTO DE ÁGUA NO
MUNICÍPIO DE PALMAS-TO
PALMAS – TO
JULHO DE 2009
I
JÉSSICA LOPES CUEVAS
AVALIAÇÃO DO RISCO DO GÁS CLORO UTILIZADO NO PROCESSO DE DESINFECÇÃO DE UMA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA NO
MUNICÍPIO DE PALMAS-TO
PALMAS – TO
JULHO DE 2009
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Universidade Federal do Tocantins, sob a orientação do Professor Ms.Rafael Montanhini Soares, como parte das exigências do curso de Engenharia Ambiental para obtenção do título de Bacharel em Engenharia
Ambiental.
II
UNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINS CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE PALMAS CURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL
AVALIAÇÃO DO RISCO DO GÁS CLORO UTILIZADO NO PROCESSO DE
DESINFECÇÃO DE UMA ESTAÇÃO DE TRTAMENTO DE ÁGUA NO MUNICÍPIO DE PALMAS-TO
AUTOR: JÉSSICA LOPES CUEVAS
O presente Trabalho de Conclusão de Curso foi julgado e aprovado para a obtenção do título de Bacharel em Engenharia Ambiental, do curso de Engenharia Ambiental da Fundação Universidade Federal do Tocantins – UFT.
Palmas, ____de julho de 2009.
Banca Examinadora
________________________________________
Professor Orientador Ms.Rafael Montanhini Soares
_________________________________________
Professor Drº Fénan Vergara Figueroa
_________________________________________ Professora Ms. Elisandra Scopin
CONCEITO DA APROVAÇÃO: _______________________________
______________________________________ Prof. DSc. Waldesse Piragé de Oliveira Junior
Coordenador de TCC
III
AGRADECIMENTOS
Agradeço a todas as pessoas que contribuíram diretamente e indiretamente para a
realização desse trabalho e em especial:
A minha mãe, Geisa Lopes Cuevas, ao meu pai Segundo Cuevas Garcia, ao meu
irmão Jonathan Lopes Cuevas pelo apoio em todos os momentos de minha vida.
Ao professor Ms. Rafael Montanhini Soares pela oportunidade de desenvolver este
trabalho, pela orientação, conhecimento e apoio e ao amigo Ms. Carlos Danger Ferreira
pela idéia , apoio e suporte no desenvolvimento deste trabalho.
Á SANEATINS, pelo acesso as instalações e disponibilização de informações. Ao NATURATINS pelo apoio e compreensão.
Aos meus colegas de graduação pela solidariedade e em especial a amiga Raquel
Ferreira Troncoso e Marcela Pultrini pelo apoio e incentivo. Á Universidade Federal do Tocantins – UFT, em especial a coordenação e corpo
docente do curso de Graduação em Engenharia Ambiental pelo conhecimento, apoio e convivência.
IV
RESUMO CUEVAS, J., L. AVALIAÇÃO DO RISCO DO GÁS CLORO UTILIZADO NO PROCESSO DE DESINFECÇÃO DE UMA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA NO MUNICÍPIO DE PALMAS-TO. 2009. 67p. Monografia. Curso de Engenharia Ambiental, Universidade Federal do Tocantins, Palmas - TO. RESUMO. O presente estudo teve por objetivo avaliar o risco do cloro gasoso, substância química tóxica e corrosiva, utilizada no processo de desinfecção na Estação de Tratamento de Água – ETA 006, no município de Palmas, Estado do Tocantins, visando identificar os riscos existentes no sistema de cloração, suas possíveis causas e conseqüências. Para tanto, foi feita a caracterização detalhada da construção civil, das máquinas, dos equipamentos, dos produtos e dos envolvidos no sistema de cloração, e aplicadas metodologias de análise e avaliação de riscos, Análise Preliminar de Perigos – APP, Análise por Árvore de Falhas – AAF, Mapa de Riscos e Simulação dos Cenários utilizando o modelo computacional ALOHA (Areal Locations of Hazardous Atmosferas). Com isso identificou-se primeiramente quais são os perigos existentes no sistema de cloração, suas causas, efeitos, medidas preventivas ou corretivas para minimização destes, posteriormente foram classificados quanto suas categorias de freqüência e severidade, para determinação do seu risco. Identificados o perigo de maior risco, o vazamento de cloro gasoso que pode ocorrer em diferentes intensidades por motivos diversos, construiu-se a árvore de falhas, determinando as possíveis falhas que poderiam ocasionar tal acidente. Foi elaborado um mapa de riscos do local, indicando graficamente o grau e local exato dos riscos identificados (químicos, físicos, ergonômicos e de acidente). Desse modo baseando-se na hipótese de ocorrer um vazamento de cloro gasoso, foram simulados diferentes cenários de acidentes que envolveram vazamento de cloro gasoso, utilizando-se as características do sistema de cloração e as condições atmosféricas criticas do local, simulando assim o vazamento com as condições mais críticas prováveis.
Palavras-chaves: Estação de Tratamento de Água, Cloro Gasoso, Análise e Avaliação de Risco.
V
ABSTRACT
CUEVAS, J., L. EVALUATION OF THE RISK OF THE GAS CHLORINE USED IN THE PROCESS OF DISINFECTION OF A WATER TREATMENT STATION IN THE CITY OF PALMAS-TO. 2009, 67p. Bachelor in Environmental Engineering, Universidade Federal do Tocantins, Palmas - TO.ABSTRACT.
The present study it had for objective to evaluate the risk of gas chlorine, toxic and corrosive chemical substance, used in the process of disinfection in the Water Treatment Station - WTS 006, in the city of Palms, State of the Tocantins, aiming at to identify the existing risks in the disinfection system, its possible causes and consequences. For in such a way, the detailed characterization of the civil construction, the machines, the equipment, the products and the involved ones in the chlorine disinfection system was made, and applied evaluation and risks analysis methodologies, PHA - Preliminary Hazard Analysis, Fault Tree Analysis - FTA, Map of Risks and Simulation of the Scenes using computational model ALOHA (Areal Locations of Hazardous Atmospheres). With this one identified which first are the existing hazard in the chlorine system, its causes, effect, writ of prevention or corrective for minimization of these, had been later classified how much its categories of frequency and severity, for determination of its risk. Identified the danger of bigger risk, the gas chlorine emptying that can occur in different intensities for diverse reasons, fault tree analysis it was constructed, determining the possible imperfections that could cause such emptying. A map of risks of the place was elaborated, indicating graphically the degree and accurate place of the identified risks (chemical, physical, ergonomic and accident). Using the hypothesis to occur a gas chlorine emptying, scenes of accidents had been simulated involving gas chlorine emptying, being based on the characteristics of chlorine disinfection system and atmospheric conditions of the place. The existing risks in the chlorine system had been identified, determined the possible imperfections that would take to a gaseous chlorine emptying in the system and the areas reached in the hypothesis to occur an emptying. Keywords: Water Treatment Station, Gas Chlorine, Evaluation and Risk Analysis.
VI
LISTA DE FIGURAS Quadro 1 – Propriedades Físicas do Cloro 18
Quadro 2 – Propriedades Termodinâmicas do Cloro 18
Quadro 3 – Matriz de Risco 31
Figura 1 – Interface de entrada de dados do programa ALOHA 36
Figura 2 – Interface de resultados do programa ALOHA 36
Figura 3 – Interface com gráfico gerado pelo programa ALOHA 37
Figura 4 – Localização da área de estudo 38
Figura 5 – Sistema de Cloração 42
Figura 6 - Armário com os Equipamentos de Segurança- 43
Figura 7 - Caixa com os equipamentos para contenção de vazamentos. 43
Figura 8 - Chuveiro de emergência e tubulações externas 44
Figura 9 - Cilindro sendo suspenso para troca. 44
Figura 10 - Ficha de identificação do cilindro 44
Figura 11- Vista Parcial da parte de externa da sala de cloro gasoso 45
Figura 12 - Plataforma de descarga 46
Figura 13- Caixa com ferramentas para contenção de vazamento de Cl2 e placas de sinalização.
47
Figura 14- Extintor e caixa de ferramentas sem sinalização. 47
Figura 15 - Tubulações de saída de cloro gasoso e energia elétrica 47
Figura 16 - Caixa com EPI’s para acidentes 47
Quadro 4 – Planilha de Riscos 49
Figura 17 – Árvore de Falha 52
Figura 18 – Mapa de Riscos 54
Figura 19 – Planilha de Riscos Ambientais 55
Figura 20 – Pontos de Interesse 56
Figura 21 – Gráficos das simulações ALOHA 58
Figura 22 - Cenário da dispersão mais critica com a velocidade máxima 61
Figura 23 - Cenário da dispersão mais critica com a velocidade mínima 62
VII
LISTA DE TABELAS Tabela 1 – Efeitos do cloro gasoso em pessoas por concentração 19
Tabela 2 – Dimensões e pesos dos cilindros de cloro gasoso 20
Tabela 3 – Categoria de severidade 30
Tabela 4 – Categoria de Freqüência 30
Tabela 5 – Legenda dos riscos ambientais 33
Tabela 6 – Dados Meteorológicos 56
Tabela 7 – Resultados das simulações ALOHA 57
VIII
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS AEGL – Limites de Exposição Aguda
ALOHA – Areal Locations of Hazardous Atmosferas
AAF – Análise por Árvore de Falhas
APP – Análise Preliminar de Perigos
CETESB – Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental
EAR- Estudo de Análise de Risco
ETA – Estação de Tratamento de Água
IDLH – Índice de Dose Letal para o Homem
SANEATINS – Companhia de Saneamento do Tocantins
IX
SUMÁRIO RESUMO............................................................................................................................ IV
ABSTRACT........................................................................................................................ V
LISTA DE FIGURAS........................................................................................................ VI
LISTA DE TABELAS....................................................................................................... VII
LISTA DE ABREVIATURAS.......................................................................................... VIII
1 INTRODUÇÃO............................................................................................................... 11
2 OBJETIVOS.................................................................................................................... 13
2.1 Objetivo Geral....................................................................................................... 13
2.2 Objetivos Específicos............................................................................................ 13
3 REVISÃO DE LITERATURA...................................................................................... 14
3.1 Estação De Tratamento De Água – Eta ................................................................ 14
3.1.1 Etapas do Tratamento ............................................................................... 15
3.1.2 Desinfecção .............................................................................................. 16
3.2 Cloro ..................................................................................................................... 16
3.2.1 Sistema de Cloração ................................................................................. 19
3.3 Risco ..................................................................................................................... 20
3.3.1 Risco Individual ....................................................................................... 23
3.3.2 Risco Ambiental ....................................................................................... 23
3.3.3 Avaliação de Risco ................................................................................... 25
3.4 MÉTODOS DE ANÁLISE E AVALIAÇÃO DE RISCO ................................... 26
3.4.1 Ánalise Preliminar de Perigo ................................................................... 28
3.4.2 Ánalise por Árvores de Falha ................................................................... 31
3.4.3 Simulação de Cenários ............................................................................. 32
3.4.4 Mapa de Riscos ........................................................................................ 34
4 – MATERIAIS E MÉTODOS....................................................................................... 38
4.1 Análise Preliminar de Perigo ............................................................................... 38
4.2 Localização da Área de Estudo ............................................................................ 38
4.3 Visita à Campo ..................................................................................................... 39
4.4 Estudo de Análise De Riscos ............................................................................... 39
4.4.1 Caracterização da Área de Estudo ............................................................ 39
4.4.2 Ánalise Preliminar de Perigo.................................................................... 39
X
4.4.3 Ánalise por Árvores de Falha.................................................................... 40
4.4.4 Simulação de Cenários.............................................................................. 40
4.4.5 Mapa de Riscos ........................................................................................ 41
5 RESULTADOS E DISCUSSÕES.................................................................................. 42
5.1 Caracterização da Área de Estudo......................................................................... 42
5.1.1- Irregularidades......................................................................................... 45
5.2 Ánalise Preliminar de Perigo................................................................................ 47
5.3 Ánalise por Árvores de Falha................................................................................ 51
5.4 Mapa de Riscos..................................................................................................... 54
5.5 Simulação dos cenários......................................................................................... 56
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS......................................................................................... 63
8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.......................................................................... 64
11
1. INTRODUÇÃO
A partir da Revolução Industrial podem ser destacados elementos marcantes de
transformação profunda na vida dos homens entre si e com o meio ambiente. Os padrões de
produção e consumo dos últimos séculos passaram a redefinir o estado dos recursos naturais,
da fauna, da flora, as próprias condições históricas da existência humana: seus espaços de
moradia e de trabalho, seus fluxos migratórios, as situações de saúde e morte. Por
conseguinte, é histórica a relação entre riscos industriais, meio ambiente e saúde das
populações, principalmente nos ramos industriais petroquímico, químico e nuclear
(FRANCO, 1998).
O crescimento das atividades de produção, armazenamento e transporte de substâncias
químicas em nível global provocou um aumento no número de indivíduos expostos aos seus
riscos, paralelamente, observa-se aumento na freqüência e gravidade dos acidentes químicos
nessas atividades (FREITAS, 1995).
As substâncias químicas de maior risco são gases, especialmente, o cloro (Cl2),
dióxido de enxofre (SO2), amônia (NH3), cloreto de hidrogênio (HCl), sulfeto de hidrogênio
(H2S), estas substâncias têm toxicidade relativamente alta quando inaladas, e geralmente
podem causar vítimas fatais. Dentre os principais acidentes químicos podemos citar os
vazamentos de cloro, sulfeto de hidrogênio, amônia, ácido clorídrico, ácido sulfúrico, ácido
nítrico, entre outros, causando grandes perdas materiais, ambientais e mortes ( MAINIERI,
2001).
Observa-se que a ocorrência de acidentes ambientais graves originários de
propriedades agressivas de determinadas substâncias químicas (inflamabilidade,
explosividade e toxicologia letal) e os riscos potenciais de danos provocados por produtos
perigosos, mostram que mais do que dar resposta aos acidentes com produtos perigosos é
evitar que os mesmos ocorram (DNIT, 2005).
Assim, o desenvolvimento e utilização de métodos de avaliação de risco para estimar e
avaliar os riscos de maneira probabilística e quantitativa, tornou-se indispensável para a
minimização dos acidentes industriais envolvendo substâncias químicas (BORBA, 2006;
RENN, 1985).
No município de Palmas não existe um setor industrial desenvolvido, o que leva a
baixa utilização de produtos químicos, entretanto outros setores utilizam-se dos mesmos,
como é o caso da Estação de Tratamento de Água, ETA 06, que utiliza cloro gasoso para o
processo de desinfecção da água tratada.
12
Nos arredores dessa ETA verifica-se a existência uma rodovia de grande movimento,
o campus de uma faculdade, e algumas residências, fato que, na ocorrência de um sinistro de
cloro gasoso, pode expor indivíduos a uma situação risco.
Os estudos para avaliação de riscos no Estado do Tocantins e, por conseguinte na
cidade de Palmas ainda são insipientes, o que se deve a pequena dimensão do parque
industrial no município de Palmas, que ainda não apresenta atividades que causem risco
significativo à população e ao ambiente.
Considerando que a presença de cloro gasoso em estações de tratamento de água é um
fator de risco a população circunvizinha, desenvolveu-se o presente estudo com o intuito de
avaliar o risco do armazenamento e da utilização de Cloro gasoso no processo de desinfecção
de uma Estação de Tratamento de Água na cidade de Palmas – TO.
2. OBJETIVOS
13
2.1 Objetivo Geral
Avaliar o risco do cloro gasoso utilizado no sistema de cloração da Estação de
Tratamento de Água – ETA 06, localizada no município de Palmas - TO,
2.2 Objetivos Específicos
• Avaliar qualitativamente os riscos do Sistema de Cloração da Estação de Tratamento
de Água.
• Elaborar um mapa de risco do Sistema de Cloração
• Simular cenários de dispersão do Cloro Gasoso proveniente de um vazamento.
3. REVISÃO DE LITERATURA
14
3.1 Estação de Tratamento de Água – ETA
Com o aumento das aglomerações humanas e com a respectiva elevação do consumo
da água o homem passou a executar grandes obras destinadas a captação, transporte e
armazenamento deste líquido e também a desenvolver técnicas de tratamento interferindo
assim no ciclo hidrológico e gerando um ciclo artificial da água. (MINISTÉRIO DA SAÚDE,
1999).
Um sistema de abastecimento de água pode ser concebido e projetado para atender a
pequenos e povoados ou grandes cidades, variando nas características e no porte de suas
instalações. Caracteriza-se pela retirada de água da natureza, adequação de sua qualidade,
transporte até os aglomerados humanos e fornecimento á população por uma empresa de
saneamento (MINISTÉRIO DA SAÚDE, 2006).
O tratamento da água consiste em melhorar suas características organolépticas, físicas,
químicas e bacteriológicas, tendo por finalidade torná-la potável, atrativa e segura para o
consumo humano. Os principais objetivos do tratamento são de ordem sanitária (remoção de
organismos patogênicos e das substâncias químicas que representam riscos a saúde), devendo
atender aos padrões de potabilidade exigido pelo ministério da Saúde através da Portaria MS
n° 518/2004, que dispõe sobre os padrões de potabilidade da água no Brasil (MINISTÉRIO
DA SAÚDE, 2006).
A Estação de Tratamento de Água é o local onde se localizam as instalações e
equipamentos destinados a realizar o tratamento de água. O tratamento da água pode ser
parcial ou completo, de acordo com análise feita de suas características físicas, químicas e
microbiológicas. O tratamento coletivo é efetuado na Estação de Tratamento de água (ETA),
onde passa por diversos processos de depuração.
O processo completo do tratamento de água na ETA constitui-se basicamente das
etapas de coagulação, floculação, decantação, filtração e desinfecção. Diferenças de projetos e
produtos químicos empregados podem ser encontrados em diversas estações de tratamento,
tornando-se uma particularidade de cada uma (DI BERNARDO, 1993)
A água final pode conter vírus patogênicos e bactérias que precisam ser destruídas, por
isso são utilizados métodos para a desinfecção da água como: cloração, ozônio ou radiação
ultravioleta para assegurar que os microorganismos se mantêm em um nível de seguridade
(AZEVEDO, 1987; DI BERNADO, 1993).
15
3.1.1 - Etapas do Tratamento de Água
Segundo AZEVEDO (2002) e DI BERNARDO (1993) a coagulação é empregada para
remoção de impurezas que se encontram em suspensão, consiste na adição de um agente
coagulante geralmente sulfato de alumínio, hidróxido de alumínio ou compostos de ferro,
tendo a função de desestabilizar as partículas através da neutralização das cargas elétricas
superficiais que envolvem as partículas. O coagulante dissolvido na água faz com que as
partículas com carga positiva se aglutinam em partículas maiores através de reações químicas
para a formação de flocos densos.
Os mesmos autores afirmam que, após a formação dos flocos no processo de
coagulação, a água é submetida a agitação branda da água, por um determinado período de
tempo. Esta agitação ocorre através de um processo mecânico que tem por objetivo criar
gradientes de velocidade, que causem um movimento capaz de provocar choques ou colisões
entra as partículas das impurezas com o agente coagulante.
A agitação lenta faz com que a colisão dos pequenos flocos e as partículas suspensas
na água se agrupem, formando partículas maiores denominadas flocos. Os flocos mais densos
precipitam com uma maior velocidade ocasionando uma rápida sedimentação (DI
BERNARDO, 1993)
A sedimentação ou Decantação é a remoção das partículas sólidas, já coaguladas e
floculadas na água, que sendo mais pesadas do que a água tende a descer sob a ação da
gravidade com uma certa velocidade de sedimentação até o fundo do decantador ou tanque. A
formação do lodo se da pela deposição das partículas sólidas no fundo do tanque
(AZEVEDO, 2002; DI BERNARDO 1993).
O processo da sedimentação propicia a clarificação da água, através da separação das
fases sólida e líquida. Em seguida, é feita a filtração que tem por finalidade remover as
impurezas físicas, químicas e biológicas ainda restantes na água. A filtração consiste em fazer
com que o líquido passe através de uma camada de material poroso, onde ocorre a retenção
das partículas nos meios filtrantes (AZEVEDO, 2002; DI BERNARDO 1993).
Ainda de segundo AZEVEDO (2002) e DI BERNARDO (1993) no processo de
filtração nem todos os microorganismos e partículas são eliminados, e a água final pode
conter vírus patogênicos e bactérias que precisam ser destruídas, com isso são utilizados
métodos para a desinfecção da água como: cloração, ozônização ou radiação ultravioleta para
assegurar que os microorganismos se mantêm em um nível de seguridade.
16
3.1.2 Desinfecção
A desinfecção é um dos processos de tratamento de água realizado na ETA no qual
utiliza-se um agente químico ou não químico, que tem por objetivo a inativação de
microorganismos patogênicos presentes na água, incluindo bactérias, protozoários e vírus,
além de algas, por meio da oxidação ou ruptura da célula, o qual interfere na sua atividade.
Dentre os agentes químicos utilizados na desinfecção em geral, têm-se os oxidantes Cloro,
bromo, iodo, dióxido de cloro, ozônio, permanganato de potássio, peróxido de hidrogênio,
ácido peracético e os íons metálicos prata e cobre, enquanto entre os agentes físicos destacam-
se o calor e a radiação ultravioleta (DI BERNARDO, 2005).
Dos métodos existentes de desinfecção a cloração é o método mais empregado. Pois a
adição de um agente desinfectante como gás cloro e seus compostos (hipoclorito de sódio, cal
clorada, cloraminas orgânicas) são fáceis de dissolver na água, são baratos e eficientes para
eliminação de possíveis microrganismos restantes (AZEVEDO, 1987).
O agente químico mais comum utilizado no processo de desinfecção de águas de
abastecimento e residuárias é o cloro, que por questões tecnológicas de produção, de custo,
armazenamento, transporte e facilidade na aplicação é largamente empregado tanto na sua
forma gasosa ou na de hipocloritos como o de sódio ou de cálcio. (RIBEIRO, 2000).
3.2 Cloro
O cloro é o desinfectante mais empregado pois age sobre os microorganismos
patogênicos presentes na água; não é nocivo ao homem solubilizado em água na dosagem
requerida para desinfecção; é econômico; não altera outras qualidades da água, depois de
aplicado; deixa residual ativo na água; é tolerado pela grande maioria da população
(MINISTÉRIO DA SAÚDE, 2007).
Segundo AZEVEDO (2002), o Cloro é o agente químico mais utilizado na desinfecção
porque: é facilmente disponível como gás, liquido ou sólido (hipoclorito), é barato, de fácil
aplicação devido sua alta solubilidade (7,0 g/l a aproximadamente 20ºC), deixa um residual
em solução, de concentração facilmente determinável, protege o sistema de distribuição, é
capaz de destruir a maioria dos microorganismos patogênicos. No entanto o cloro apresenta
algumas desvantagens, é um Gás venenoso e corrosivo, requerendo cuidadoso manejo, pode
na presença de algumas substâncias causar sabor e odor desagradáveis na água.
As principais vantagens do uso do cloro são: i) inativa efecientemente uma grande
variedade de microorganismos patogênicos encontrados na água; ii) produz residual na água
17
facilmente medido e controlado; iii)é facilmente encontrado no mercado a custos razoáveis;
iv) manuseio relativamente simples e aplicação segura. As principais desvantagens estão
associadas ao fato do Cloro livre reagir com diversos compostos orgânicos e inorgânicos
formando subprodutos indesejáveis e, em dosagens relativamente altas, causar sabor e odor e
acidificação (DI BERNARDO, 2008).
O cloro é um dos elementos químicos da família dos halogênios, de número atômico
17 e peso atômico 35,457. Na sua forma elementar, é um gás esverdeado que pode ser
facilmente comprimido em um líquido claro. É produzido comercialmente pela hidrólise da
salmoura, produzindo simultaneamente hidróxido de sódio e hidrogênio e, desta forma,
tornando o processo como um todo viável economicamente (AZEVEDO, 2002).
Nas condições atmosféricas normais o cloro é um gás amarelo esverdeado facilmente
detectável pelo seu cheiro extremamente irritante e penetrante. Irrita as vias respiratórios em
concentrações da ordem de 3 mL/m3 ar e chega a ser fatal na concentração de 1L/m3 ar. (DI
BERNARDO, 2008). Nos quadros 1 e 2 estão especificadas respectivamente, as propriedades
físicas do cloro gasoso e suas propriedades termodinâmicas.
Quadro 1 - Propriedades Físicas do Cloro
Peso atômico 35,46
Peso molecular 70,91
1561 kg/m3 , a -35 º C (Celsius)
1468 kg/m3 , a 0 º C (Celsius)
Líquido
1410 kg/m3 , a +20 º C (Celsius)
Densidade
Gás 3214 kg/m3, a 0 º C / 760 mm Hg (mm de Mercúrio) [ Densidade relativa, a 20 º C , em relação ao ar = 2490 kg/m3 ]
Ponto de ebulição, a 760 mm Hg -34,05 º C (Celsius)
Ponto de fusão -101 º C (Celsius)
Pressão de vapor, a 20 º C 6,7 bar (1 bar = 105 Pascal)
Observações:
1 volume de cloro líquido = 457 volumes de cloro gasoso, a 0 º C / 760 mm Hg
1 kg de cloro líquido = 0,315 m 3 de cloro gasoso, a 0 º C / 760 mm Hg Fonte: DI BERNARDO, 2008
18
Quadro 2 - Propriedades Termodinâmicas
Cloro líquido, entre 1 e 27 º C 0,236 kcal / kg / º C Calor específico
Gás, a pressão constante (6,8 atm.), entre 1 e 27 º C
0,113 kcal / kg / º C
Calor latente de fusão 21,6 kcal / kg
Calor latente de vaporização, a 0 º C 63,2 kcal / kg
Coeficiente de expansão volumétrica, do cloro líquido, a 20 º C
0,0021 por º C
Calor de reação do cloro com solução de hidróxido de sódio
348 kcal / kg de cloro
Fonte: DI BERNARDO, 2008
O limite estabelecido pela Occupational Safety & Health Administration (OSHA –
Estados Unidos), chamado de PEL é de 1 ppmv, expresso como o limite máximo de
exposição. A conferência American Conference of Industrial Hygienists (ACGIH – Estados
Unidos) estabeleceu que o limite máximo de tolerância é de 0,5 ppmv em 8 horas diárias, 40
horas semanais (THE CHLORINE INSTITUE, 2005).
No Brasil a legislação determina que o limite máximo de tolerância que o trabalhador
pode ficar exposto é de até 48 horas de trabalho por semana é de 0,8 ppmv ou 2,3 g/cm3 e o
valor máximo 2,4 ppmv (parte por milhão em volume).
A concentração do IDLH (Índice de Dose Letal para Homens) para o cloro é de 10
ppmv ou 30 mg/m3 (EPA,2007).
Tabela 1 - Efeitos do cloro gasoso em pessoas por concentração
Concentração (ppmv) Efeitos 0,2-3,0 Limite de odor 1,0-3 Moderada irritação de membranas
4 Máxima exposição de 1 hora 5-15 Moderada irritação das vias superiores 30 Tosse intensa com espamos
40-60 Concentração perigosa em 30 minutos 430 Fatal após 30 minutos
1000 Fatal após algumas inalações Fonte:CETESB, 2008.
19
3.2.1 Sistema de Cloração
O cloro é aplicado na água por meio de dosadores, que são aparelhos que regulam a
quantidade do produto, podendo ser aplicado sob a forma gasosa (Cl2) e líquida (NaOCl,
Ca(OCl)2) (MINISTÉRIO DA SAÚDE, 2007). O cloro é aplicado na água, formando uma
solução fortemente clorada, através dos aparelhos cloradores cuja função é dosar a quantidade
do produto a ser ministrado, dando-lhe vazão constante (DI BERNARDO, 2008).
Um sistema de cloração, com uso de cloro gasoso ou liquido é composto basicamente
de: área de armazenagem de cilindros, carretas ou tanques estacionários, dispositivos de
controle da quantidade de cloro desejada, equipamento de evaporação, equipamento de
dosagem de cloro gasoso, injetor e água para obtenção da solução de cloro, dispositivo de
aplicação do cloro na água (AZEVEDO, 2002).
A fabricação e comercialização são em cilindros de aço pressurizado, normalmente
com capacidade de 45, 68, 900 Kg. Possuem diâmetro externo máximo de 800 mm e um
comprimento máximo de 2200 mm. Os cilindros grandes, conhecidos como cilindros de
tonelada pelos operadores, são tanques soldados que têm capacidade máxima de 900 Kg,
possui três válvulas de pressão do tipo plug fusível em cada tampo que servem de segurança
para aliviar a pressão do cilindro (DI BERNARDO, 2008).
As dimensões e capacidades do cilindro de armazenagem de cloro gasoso são
padronizados por instituições e órgãos, por medidas de segurança (Tabela 2).
Tabela 2 – Dimensões e pesos dos cilindros de cloro gasoso.
Capacidade (Kg) Diâmetro externo (mm) Comprimento (mm)
45 210 – 273 1003 – 1499
68 260 – 273 1346 – 1422
900 762 – 1026 1026 – 2096
Fonte: The Chlorine Institute, 2004.
Kg = Kilogramas
mm = milimetros
Após a redução da pressão, o gás cloro é encaminhado até um rotâmetro, onde é
possível conhecer sua vazão e em seguida é feita à regulagem da vazão através de uma
válvula controladora de fluxo (AZEVEDO, 2002; DI BERNARDO, 2008).
20
O ejetor no clorador tem por finalidade de puxar o gás cloro desde o dosador até o
fluxo de água. Basicamente ele se comporta como um venturi, pois a vazão da água sob
pressão produz um vácuo em sua garganta responsável pela sucção do gás cloro (AZEVEDO,
2002; DI BERNARDO, 2008).
Possui também duas válvulas no tampo do cilindro, a válvula da parte superior do
cilindro é extraído o gás cloro e a válvula inferior é extraído sob a forma líquida. Esta válvula
possui diâmetro 3/4”. A conexão do tipo yoke e adaptador são conectada na saída das válvulas
do cilindro. Uma conexão flexível deve ser usada para fazer a ligação entre o cilindro e a
tubulação. Recomenda-se o uso de flexíveis de cobre com diâmetro de 1/4 de polegada ou
3/8 de polegada (AZEVEDO, 2002).
Apesar de todos os cuidados requeridos no manuseio do Cloro líquido e gasoso,
podem ocorrer acidentes decorrentes de mau funcionamento de válvulas de fechamento ou
armazenamento e instalações inadequadas de cilindros. (DI BERNARDO, 2005).
O avanço tecnológico do setor industrial e no saneamento, permitiu nas últimas
décadas, um aumento considerável de produção, envolvendo também um aumento no
transporte, armazenamento e processamento de produtos químicos, gerando
consequentemente, riscos de acidentes maiores às pessoas e ao meio ambiente (PAVAN,
2005).
Assim um estudo de análise e avaliação de riscos em instalações deste tipo, torna
possível a implantação de medidas de segurança, quanto à manipulação do cloro, visando
assim, minimizar a ocorrência de possíveis acidentes
3.3 - Risco
O conceito de risco que se conhece atualmente provém da teoria das probabilidades,
implica a consideração de previsibilidade de determinadas situações ou eventos por meio do
conhecimento, ou pelo menos, possibilidade de conhecimento dos parâmetros de uma
distribuição de probabilidades de acontecimentos futuros por meio da computação das
expectativas matemáticas (FGV, 1987).
O termo risco é definido como característica de uma situação ou ação em que dois ou
mais efeitos são possíveis, mas que o efeito particular que ocorrerá é incerto e pelo menos
uma das possibilidades é indesejável (COVELLO e MERKHOFER, 1993).
De acordo com Rocha (2006), “risco é a combinação de freqüência e conseqüência de
eventos indesejáveis envolvendo perda”. Percebe-se, portanto que Rocha já traz na sua
definição a variável freqüência, que significa o número de ocorrências por unidade de tempo.
21
Segundo o Ministério das Cidades (2006) risco é a “Relação entre a possibilidade de
ocorrência de um dado processo ou fenômeno e a magnitude de danos e conseqüências sociais
e/ou econômicas sobre um dado elemento, grupo ou comunidade, quanto maior a
vulnerabilidade, maior o risco”.
O risco está sempre associado à chance de acontecer um evento indesejado; assim,
deve-se entender que o perigo é uma propriedade intrínseca de uma situação, ser ou coisa, e
não pode ser controlado ou reduzido; por outro lado, o risco sempre pode ser gerenciado,
atuando-se na sua freqüência de ocorrência, nas conseqüências ou em ambas, podendo ser
expresso como uma função desses dois fatores. (CETESB, 2008)
Rocha (2006) cita alguns termos e conceitos relacionados a riscos, abaixo descritos:
• Acidente: ao contrário do conceito de risco, acidente é um fato já ocorrido, evento
não intencional que pode causar ferimentos, pequenas perdas e danos materiais
e/ou ambientais, mas é prontamente controlado pelo sistema de gestão (exemplo:
incêndio em uma indústria, controlado pelos bombeiros).
• Evento: Assim como o acidente, evento é um fato já ocorrido, fenômeno com
características, dimensões e localização geográfica registrada no tempo, onde não
foram registradas conseqüências sociais e/ou econômicas (perdas e danos).
• Freqüência: Número de ocorrências por unidade de tempo.
• Desastre: Evento não intencional que pode causar ferimentos médios e graves,
danos materiais/ambientais razoáveis, e é parcialmente controlado pelo sistema de
gestão (exemplo: vazamento e explosão de material inflamável, com contaminação
de curso d’ água e solo).
• Perigo (HAZARD): Condição ou fenômeno com potencial de ameaçar a vida
humana, a saúde, propriedade ou ambiente, trazendo conseqüências desagradáveis.
• Vulnerabilidade: Grau de fragilidade de um dado elemento, grupo o comunidade
dentro de uma determinada área passível de ser afetada por um fenômeno ou
processo.
• Área de Risco: Área passível de ser atingida por fenômenos ou processos naturais
e/ou induzidos que causem efeitos adversos. As pessoas que habitam essas áreas
estão sujeitas a danos a integridade física, perdas materiais e patrimoniais.
Segundo Cerri e Amaral (1998), existem inúmeras formas de classificar os riscos, uma
delas tem por base situações potenciais de perdas e danos ao homem, considerando assim os
22
Riscos Ambientais como a classe maior dos riscos e assim subdividindo-o em subclasses,
riscos naturais, riscos tecnológicos e riscos sociais.
Silveira (2002) enumera várias definições de risco mostrando que existe muita
divergência entre autores ou entidades. O autor informa que se pode entender, contudo, que as
definições dadas para riscos concordam com a existência do dano (em qualquer de suas
formas), da probabilidade de sua ocorrência e da freqüência com que ocorrem acidentes. Os
termos probabilidade e freqüência inserem nas definições existentes o conceito estatístico e de
quantificação de risco.
3.3.1 - Risco Individual
Risco individual representa a probabilidade de morte de uma pessoa, que reside
permanentemente durante um ano num determinado ponto, devido à presença de fatalidade
considera-se a morte como o pior nível de danos, portanto pode dizer que o risco individual é
a probabilidade que o indivíduo tem de perder a vida após um determinado acidente (DNV,
2007).
O risco individual pode ser estimado para um indivíduo mais exposto a um perigo,
para um grupo de pessoas ou para uma média de indivíduos presentes na zona de efeito. Para
um ou mais acidentes o risco individual tem diferentes valores (CETESB, 2001).
Uma maneira de apresentação do risco individual é através dos contornos de risco
individual, onde através de curvas pode-se apresentar à distribuição geográficas do risco em
diferentes regiões. O contorno de um determinado nível de risco individual apresenta a
freqüência esperada de um evento capaz de causar um dano num local específico (EPA,
2005).
3.3.2 Risco Ambiental
A noção de risco ambiental foi originalmente sistematizada por Page (1978), quando
distinguiu claramente a visão tradicional de poluição do conceito de risco, que está
relacionado à incerteza e ao desconhecimento das verdadeiras dimensões do problema
ambiental. O autor aponta características para sustentar esta separação radical, algumas delas
associadas à incerteza dos efeitos futuros de decisões tomadas no presente e outras ligadas à
gestão institucional.
O conceito de risco ambiental pode ser definido nos limites entre duas concepções
radicalmente distintas de avaliação dos recursos naturais. De um lado a visão clássica de
23
rentabilidade, onde o aproveitamento dos recursos está limitado apenas pela renda marginal,
expresso no patamar mínimo de lucro que compense o investimento produtivo, e a visão atual
de sustentabilidade, onde as restrições ao uso indiscriminado dos recursos naturais devem ser
definidas pela sua capacidade de suporte e de renovação.( GILLROY, 1993).
Segundo Egler (2000) a análise do risco ambiental deve ser vista como um indicador
dinâmico das relações entre os sistemas naturais, a estrutura produtiva e as condições sociais
de reprodução humana em um determinado lugar e momento. Neste sentido, é importante que
se considere o conceito de risco ambiental como a resultante das subclasses riscos sociais,
naturais e tecnológicos.
As Agências Ambientais dos países industrializados têm realizado estudos mostrando
o grande número de acidentes de pequeno e de grande porte que ocorreram nos
processamentos industriais. Com relação aos vazamentos industriais de grande porte,
ocorreram cerca de 180 acidentes graves no período compreendido entre 1970-1990,
ocasionando descargas poluentes no meio ambiente que resultaram em 250.000 feridos e
8.000 mortos. Entre os vários acidentes ocorridos neste período, são citados a explosão, em
julho de 1976, na fábrica de produtos químicos em Seveso, na Itália, que afetou cerca de
37.000 pessoas e contaminou o solo de uma área de aproximadamente 18 km2. Também na
Índia, na região de Bhopal, em dezembro de 1984, uma repentina emissão de 30 toneladas de
isocianato de metila, de uma planta industrial da Union Carbide, para a atmosfera, resultou na
morte de 2.800 pessoas que viviam nas cercanias e, além disto, trouxe problemas
oftalmológicos e respiratórios a mais de 200.000 pessoas. (CETESB, 2008)
Em janeiro de 2000 ocorreu um grande vazamento de 368 mil litros de solução de
cianeto em Baia Mare, a 650 quilômetros de Bucareste (Hungria) para os afluentes do rio
Danúbio que cortam a Hungria, a Romênia e a Sérvia. Tal catástrofe resultou numa grande
mortandade de peixes onde os teores de cianeto foram 700 vezes maiores que os valores
permitidos pelas normas ambientais. (CETESB, 2008)
As conseqüências de um acidente com liberação de substâncias químicas dependerão
de vários fatores, tais como, propriedades das substâncias, a quantidade da descarga, o
período durante o qual as pessoas estão expostas e o tempo que decorre entre exposição
propriamente dita e o tratamento. As substâncias químicas de maior risco são gases,
especialmente, o cloro (Cl2), dióxido de enxofre (SO2), amônia (NH3), cloreto de hidrogênio
(HCl), sulfeto de hidrogênio (H2S). Estas substâncias têm toxicidade relativamente alta
quando inaladas e geralmente podem causar vítimas fatais (MAINIERI, 2001).
Em 1980 foi estabelecido o “International Programme on Chemical Safety” (IPCS)
que é um programa que conta com a cooperação de três outras organizações da ONU:
24
Organização Internacional do Trabalho (OIT), Programa das Nações Unidas para o Meio
Ambiente (PNUMA) e Organização Mundial da Saúde (OMS) e tem por objetivos estabelecer
as bases científicas para o uso seguro de substâncias químicas e reforçar as capacidades dos
países para o uso seguro das substâncias químicas (CETESB, 2008).
A Organização Internacional do Trabalho (OIT) em junho de 1993, na 80ª Sessão da
Conferência Geral, aprovou a Convenção 174, que trata da Prevenção de Acidentes
Industriais Maiores, cujos principais objetivos são: prevenir a ocorrência de acidentes
maiores, minimizar o risco dos acidentes maiores e minimizar os efeitos decorrentes dos
acidentes maiores (CETESB, 2008).
A liberação ou vazamentos de cloro de gasoso podem poluir cursos d’água, degradar a
vegetação queimando-a, contaminar o ar através dos vapores liberados e prejudicar a fauna
em contato com o produto, podendo ser fatal para a fauna e para o homem dependendo da
concentração e do tempo de exposição, pois é um gás tóxico e venenoso. O cloro ainda tem
grande afinidade química com muitas substâncias, podendo reagir com a maioria dos
elementos e compostos orgânicos, em alguns casos com explosão, em contato com água o
cloro reage formando ácido clorídrico, que é extremamente corrosivo, em temperaturas
elevadas reage com metais violentamente (SANEATINS, 2005).
3.3.3 - Avaliação de Risco
Nos anos 50, estudos foram realizados contemplando na análise de acidentes, além das
lesões, os aspectos relacionados aos danos à propriedade, bem como os prejuízos provocados
pelas paralisações dos processos produtivos decorrentes dos acidentes. Mais tarde, esses
estudos serviram de base para o desenvolvimento de uma nova filosofia preventiva
denominada Controle de Perdas (“Loss Control”) (CETESB, 2008)
Na década de 70, Fletcher e Douglas aperfeiçoaram os estudos de Bird, introduzindo
um conceito mais amplo aos princípios do Controle de Perdas, estendendo a avaliação dos
danos de acidentes às máquinas, materiais, instalações e ao meio ambiente; ou seja, os
programas de segurança deveriam abranger o Controle Total de Perdas (CETESB, 2008).
Foi somente a partir do início da década de 70 que começaram a surgir os primeiros
sinais de insatisfação de algumas parcelas da população, de autoridades governamentais e de
alguns setores da própria indústria. Alguns acidentes industriais de grande repercussão
durante as décadas de 70/80 (Island, Flixborough, Bhopal, Cidade do México, Seveso)
levaram ao aparecimento de importantes leis e regulamentações sobre segurança industrial e
controle ambiental nos principais países industrializados. (DNV, 2006).
25
Essa nova visão dos programas de segurança, associada às técnicas de engenharia de
confiabilidade, já utilizadas nas áreas militar e aeronáutica, e a preocupação gerada por alguns
acidentes catastróficos, fizeram com que as indústrias de petróleo, química e petroquímica,
incorporassem a Análise de Risco como parte integrante de seus sistemas de gestão ambiental
e de segurança, tanto em novos projetos, como nas unidades em operação (CETESB, 2008).
A análise e avaliação de risco compreende a caracterização e a estimativa, quantitativa
e/ou qualitativa, de potenciais efeitos adversos decorrentes da exposição de indivíduos e
populações a perigos (situações, agentes físicos, químicos e microbianos). Seguindo etapas
que incluem a identificação do perigo, a avaliação da relação entre a dose de exposição e a
incidência de efeitos, a avaliação do tipo de exposição existente e a caracterização do risco
(MINISTÉRIO DA SAÚDE, 2006).
Segundo CETESB (2008) a atividade voltada para o desenvolvimento de uma
estimativa, qualitativa ou quantitativa, do risco, baseada na engenharia de avaliação e em
técnicas estruturadas para promover a combinação das freqüências e conseqüências de um
acidente, é a análise do risco, enquanto que a Avaliação de Risco é um processo que utiliza os
resultados da análise de risco para a tomada de decisão, por meio da comparação com
critérios de tolerabilidade de risco previamente estabelecidos.
As análises de risco baseiam-se na probabilidade de ocorrência de eventos críticos no
decorrer de um período de tempo e têm o desafio de trabalhar nos limites da previsibilidade
do comportamento de sistemas complexos e, na maioria das vezes, potencialmente perigosos
à vida, já a avaliação de risco baseia-se na relação entre confiabilidade e criticidade desses
sistemas complexos, onde o comportamento dinâmico de inúmeras variáveis deve ser
considerado em um seleto conjunto de indicadores capaz de monitorar as interações que se
processam na realidade em distintos períodos de tempo, isto é a curto, médio e longo prazo
(EGLER, 2000; CETESB, 2008).
A utilização de análise de riscos como instrumento de licenciamento de instalações
que lidam com produtos perigosos ainda não é uma prática homogênea entre todos os estados
brasileiros, sendo que apenas 4 estados possuem órgãos que regulamentam a avaliação e
analise de riscos (DNV, 2006).
A Resolução Conama nº 237, de 19 de dezembro de 1997, em seu artigo 1º, inclui a
Análise Preliminar de Risco como estudo ambiental a ser apresentado para subsidiar a análise
da licença requerida.
3.3.4 Métodos de Análise e Avaliação de Risco
26
A Análise de Risco (AR) é uma atividade voltada para o desenvolvimento de uma
estimativa, qualitativa e/ou quantitativa do risco baseada na Engenharia de Avaliação e
técnicas estruturadas para promover a combinação das freqüências e conseqüências de um
acidente, e através desses fazer a avaliação dos riscos (CETESB, 2008).
A ocorrência de acidentes, que tornaram-se catástrofes ambientais fizeram com que a
indústria química em todo o mundo fosse buscar mecanismos para reverter a sua imagem
perante a comunidade mundial, alterando assim a sua postura anteriormente fechada,
tornando-a mais transparente, ética e voltada para o diálogo cada vez mais próximo das
autoridades governamentais e da população (CETESB, 2008; DNV, 2006).
A análise de risco busca discutir o que pode dar de errado, com isso tem por objetivo
responder as seguintes questões quanto aos perigos em potencial (CETESB, 2008).
• O que pode dar de errado?
• Com que freqüência isto pode acontecer?
• Quais as conseqüências, se o evento acontecer?
• Os riscos são toleráveis?
É neste contexto que os Estudos de Análise de Risco (EAR) e os Programas de
Gerenciamento de Risco (PGR) se tornaram “ferramentas” de grande importância para a
prevenção de acidentes ambientais na indústria e em outras atividades que manipulam
substâncias químicas perigosas, uma vez que propiciam os subsídios necessários para o
conhecimento detalhado das possíveis falhas que podem acarretar acidentes, bem como as
possíveis conseqüências destes eventos, possibilitando assim a implementação de medidas
para a redução de risco e também para a elaboração de planos de emergência para a resposta
aos acidentes (DNV, 2006).
Segundo DNV (2005) e CETESB (2008) o desenvolvimento de um estudo da análise
de risco é dividido nas seguintes etapas: definição do sistema a ser estudada e suas fronteiras,
identificação dos perigos, avaliação das freqüências, avaliação das conseqüências e
vulnerabilidade, avaliação dos riscos, aceitabilidade do risco e gerenciamento de risco.
a) caracterização da empresa - tem por finalidade identificar aspectos comuns que
possam interferir na instalação ou no ambiente.
As principais etapas de identificação são:
• Descrição das atividades operacionais e análise detalhada do local;
• Identificação e caracterização das diferentes áreas (localização da empresa, corpos
d’água, áreas de residências e proteção ambiental, sistemas viários);
• Características meteorológicas da região;
27
• Layout das instalações;
• Distribuição populacional da região e;
• Sistema de proteção e segurança.
b) Identificação dos perigos - nesta etapa o objetivo é identificar os possíveis eventos
não desejados que possam levar a acidentes, possibilitando definir hipóteses acidentais que
poderão produzir conseqüências graves. Para identificação dos perigos são aplicadas técnicas
que ajudam na identificação de possíveis acidentes.
c) Avaliação das conseqüências - nesta etapa estuda-se possíveis conseqüências dos
cenários produzidos pelas hipóteses acidentais, medindo os impactos e danos causados por
elas.
d) Avaliação das freqüências - aborda a freqüência em que ocorre um determinado
acidente em um cenário, decorrente de erros devido à falha humana ou de equipamentos
ligados às instalações. A freqüência é representada pelo número de vezes que ocorre um
acidente por ano (ano-1).
e) Avaliação dos riscos – nesta etapa a avaliação dos riscos fornece dados de riscos
estimados qualitativos e quantitativos que devem ser avaliados para posterior tomada de
decisão quanto à aceitabilidade de riscos.
f) Aceitabilidade de risco – é a etapa onde se toma a decisão se o grau do risco é
tolerável ou não, tendo-se por base critérios de aceitabilidade de riscos previamente definidos
pela empresa. Se o risco não é aceitável tomam-se medidas para reduzi-lo.
g) Gerenciamento de riscos – esta fase as pessoas envolvidas para gerenciar as etapas
da análise de risco como: gerentes, operadores, proprietários e órgão regulador responsável
tomam decisões com respeito à segurança, modificação no regulamento, aceitabilidade de
riscos, planos de emergências e auditorias. A base para a tomada de decisão são os dados
gerados na avaliação de risco.
Os métodos mais empregados para os Estudos de Avaliação e Análise de Risco são:
Lista de verificação (check-list), Analise “ E se...” (What If...), Analise Preliminar de Perigo
(APP), Análise de Modos de Falha ou Efeito (AMFE), Estudos de Perigo e Operabilidade
(HAZOP), Análise Histórica de Falhas decorrentes de acidentes, Ánalise por Àrvores de
Falhas(AAF), Ánalise por Árvores de Eventos (AAE), Simulação do Cenários ( DNV, 2005;
CETESB, 2008).
28
3.3.4.1 Análise Preliminar de Perigo - APP
A Análise Preliminar de Perigo ou Risco é uma das técnicas utilizadas na elaboração
de estudos de Análise de Risco e tem a finalidade de identificar, antecipadamente, os perigos
nas instalações processos, produtos e serviços, identifica/qualifica os riscos associados para o
ser humano, o meio ambiente e a propriedade, propondo medidas para seu controle (CETESB,
2008).
A Análise Preliminar de Perigo (APP) é uma metodologia indutiva estruturada para
identificar os potenciais perigos decorrentes da instalação de novas unidades e sistemas ou da
própria operação da planta que opera com materiais perigosos (DNV, 2005).
As APP é uma técnica mais abrangente que checklist, informando as causas que
ocasionaram a ocorrência de cada um dos eventos e as suas respectivas conseqüências,
obtenção de uma avaliação qualitativa da severidade das conseqüências e freqüência de
ocorrência do cenário de acidente e do risco associado a matriz de risco(CETESB, 2008).
Esta metodologia procura examinar as maneiras pelas quais a energia ou o material de
processo pode ser liberado de forma descontrolada, levantando, para cada um dos perigos
identificados, as suas causas, os métodos de detecção disponíveis e os efeitos sobre os
trabalhadores, a população circunvizinha e sobre o meio ambiente. Após, é feita uma
Avaliação Qualitativa dos riscos associados, identificando-se, desta forma, aqueles que
requerem priorização. Além disso, são sugeridas medidas preventivas e/ou mitigadoras dos
riscos a fim de eliminar as causas ou reduzir as conseqüências dos cenários de acidente
identificados(DNV, 2005; CETESB, 2008).
Para se determinar o grau do risco é preciso definir suas categorias, de severidade e
frequência de ocorrência, como apresentado nas tabelas 3 e 4.
29
Tabela 3 – Categoria de severidade
Descrição/ Características Categoria Segurança Pessoal
I Desprezível Nenhum dano ou dano não mensurável
II Marginal Danos irrelevantes ao meio ambiente e à
comunidade externa.
III Crítica Possíveis danos ao meio ambiente devido a liberações de substâncias químicas tóxicas ou inflamáveis, alcançando áreas externas à instalação. Pode provocar lesões de gravidade moderada na população externa ou impactos ambientais com reduzido tempo de recuperação.
VI Catastrófica Impactos ambientais devido a liberações de substâncias químicas, tóxicas ou inflamáveis, atingindo áreas externas às instalações. Provoca mortes ou lesões graves na população externa ou impactos ao meio ambiente com tempo de recuperação elevado.
Fonte: CETESB, 2008
Tabela 4 – Categoria de freqüência
Categoria de Freqüência
Denominação Descrição
A Extremamente Remota
Cenários que dependam de falhas múltiplas de sistemas de proteção ou ruptura por falha mecânica.
B Remota Falhas múltiplas no sistema (humanas e/ou equipamentos) ou ruptura de equipamentos de grande porte.
C Improvável A ocorrência do cenário depende de uma única falha (humana e/ou equipamentos).
D Provável Esperada uma ocorrência durante a vida útil do sistema.
E Freqüente Pelo menos uma ocorrência do cenário já registrada no próprio sistema.
Fonte: CETESB, 2008
30
QUADRO 3 – Matriz de Riscos
Frequência A B C D E
IV 2 3 4 5 5
III 1 2 3 4 5
II 1 1 2 3 4
Severidade I 1 1 1 2 3
Fonte: CETESB, 2008.
Os resultados da APP são registrados numa planilha que exibe os perigos
identificados, as causas, as conseqüências potenciais (efeitos), as categorias de perigo, as
medidas corretivas e/ou preventivas identificadas (CETESB, 2008).
3.3.4.2 Análise por Árvores de Falha
A AAF é uma técnica dedutiva que permite a identificação de causas potenciais de
acidentes e de falhas num determinado sistema, além de permitir também a estimativa da
probabilidade com que uma determinada falha pode ocorrer (DNV, 2005).
Segundo CETESB (2008) a análise de um sistema por árvore de falhas consiste na
construção de um processo lógico dedutivo que, partindo de um evento indesejado pré-
definido (hipótese acidental), busca as possíveis causas do mesmo. O processo segue
investigando as sucessivas falhas dos componentes até atingir as chamadas falhas básicas, que
não são desenvolvidas, e para as quais existem dados quantitativos disponíveis. O evento
indesejado é comumente chamado de “Evento-Topo” da árvore.
Os principais objetivos da aplicação da AAF num processo são:
• estimativa da freqüência de ocorrência de um incidente (hipótese acidental) ou da
confiabilidade do equipamento.
Categoria de Risco 1 – Desprezível 2 – Menor 3 – Moderado 4 – Sério 5 – Crítico
31
• determinação das combinações das falhas do equipamento, condições de operação,
condições ambientais e erros humanos que contribuem para o incidente.
• identificação de medidas mitigadoras para a implementação da confiabilidade ou da
segurança e a determinação dos seus impactos.
A AAF permite que a freqüência da hipótese acidental seja estimada por meio de um
modelo lógico do mecanismo de falha de um sistema. Esse modelo é baseado na combinação
de falhas dos componentes básicos do sistema, dos sistemas de segurança e da confiabilidade
humana (CETESB, 2008).
3.3.4.3 Mapa de riscos
O mapa de riscos é a representação gráfica dos riscos de acidentes nos diversos locais
de trabalho, inerentes ou não ao processo produtivo, devendo ser afixado em locais acessíveis
e de fácil visualização no ambiente de trabalho, com a finalidade de informar e orientar todos
os que ali atuam e outros que, eventualmente, transitem pelo local. (AGANP, 2007)
No Mapa de Riscos, os círculos de cores e tamanhos diferentes mostram os locais e os
fatores que podem gerar situações de perigo em função da presença de agentes físicos,
químicos, biológicos, ergonômicos e de acidentes.
O mapeamento possibilita o desenvolvimento de uma atitude mais cautelosa por parte
dos trabalhadores diante dos perigos identificados e graficamente sinalizados. Desse modo,
contribui com a eliminação e/ou controle dos riscos detectados.
Considerado uma das primeiras medidas não paternalistas nesta área, o mapa de risco
é um modelo participativo dotado de soluções práticas que visam eliminação e/ou controle de
riscos e a melhoria do ambiente e das condições de trabalho. A adoção desta medida favorece
trabalhadores (com a proteção da vida, da saúde e da capacidade profissional) e empregadores
(com a redução do absenteísmo, aumento da produtividade). Ganha também o País, com a
redução de gastos do sistema previdenciário em virtude da aposentadoria precoce por
invalidez, por exemplo.
A elaboração de Mapas de Riscos está mencionada na alínea “a”, do item 5.16 da NR
05, com redação dada pela Portaria nº 25 de 29/12/1994: “identificar os riscos do Mapa de
riscos no processo de trabalho, e elaborar com a participação do maior numero de servidores.
A tabela 5 mostra classificação dos riscos ambientais, a que cada grupo cada tipo de
agente pertence.
32
Tabela 5 – Legenda dos Riscos Ambientais RISCOS AMBIENTAIS
Grupo I Grupo II Grupo III Grupo IV Grupo V Agentes
Químicos Agentes Físicos
Agentes Biológicos
Agentes Ergonômicos
Agentes Mecânicos
Poeira Ruído Vírus Trabalho físico
pesado Arranjo físico
deficiente Fumos
Metálicos Vibração Bactéria Posturas incorretas
Máquinas sem proteção
Névoas Radiação ionizantes
E não ionizantes Protozoários
Treinamento inadequado inexistente
Matéria-prima fora de
especificação
Vapores Pressões anormais
Fungos Jornadas
prolongadas de trabalho
Equipamentos inadequados
defeituosos ou inexistentes
Gases Temperaturas
extremas Bacilos Trabalho noturno
Ferramentas defeituosas
inadequadas ou inexistentes
Produtos químicos Em geral
Frio Parasitas Responsabilidade
Substâncias, compostos ou
produtos químicos em
geral.
Calor Insetos, cobras,
aranhas, etc. Conflito
Iluminação deficiente
Tensões emocionais Eletricidade Desconforto Incêndio Edificações
Umidade
Monotonia
Armazenamento
Outros Outros Outros Outros Outros VERMELHO VERDE MARROM AMARELO AZUL
Fonte: AGANP, 2006
Baseando-se na tabela 5, é examinado cada risco identificado e faz-se a classificação
dos perigos existentes conforme o tipo de agente e determina-.se o grau (pequeno, médio ou
grande) do risco. Os riscos encontrados são representados graficamente na planta ou croqui da
área de estudo, através de círculos que de acordo com seu tamanho indicam o grau do risco e
a cor o tipo do risco (AGANP, 2006; CETESB, 2008).
33
3.3.4.4 - Simulação de Cenários
A simulação dos cenários a serem estabelecidos são realizados utilizando os modelos
matemáticos, que podem ser encontrados em programas específicos de computador de
domínio público (CETESB, 2008).
Existem softwares disponíveis que são utilizados para a estimativa de dispersão de
vários tipos de gases, um exemplo é o software Aloha (Areal Locations of Hazardous
atmosferas) que é um programa computacional especialmente desenhado para utilização em
situações de vazamentos químicos (EPA, 2008).
O modelo Aloha é um dos principais modelos de avaliação de riscos, de toxicidade,
inflamabilidade, radiação térmica (calor), e sobrepressão (explosão)-químicas relacionadas
com a libertação de gases tóxicos, que resultam em dispersões, incêndios e / ou explosões
(EPA, 2008)
O programa possui um banco de dados que contém informações sobre as propriedades
físicas de aproximadamente 1000 produtos químicos perigosos, realiza cálculos com precisão
e velocidade, o seu funcionamento está vinculado a entrada de dados do operador, que para
simular um vazamento deve indicar a cidade onde está ocorrendo liberação de uma substância
química, a data e a hora; selecionar no banco de dados o produto químico que esta escapando,
inserir as informações meteorológicas solicitadas pelo programa (direção e velocidade do
vento, temperatura, umidade do ar) e descrever o tipo de vazamento . Após o processamento
das informações ALOHA indica a zona de risco, mostrando uma ou mais áreas onde há perigo
de toxicidade, inflamabilidade, radiação térmica, explosão ou áreas com níveis de
preocupação (ALOHA, 2007).
Nestes programas está incorporado o modelo de dispersão de gás denso denominado
SLAB, que é o mais apropriado para o estudo da dispersão do gás cloro. Através da simulação
dos cenários baseadas nas condições atmosféricas, são determinados os níveis de
concentração do cloro, o tamanho da nuvem do gás e a dose máxima inalada nos pontos de
interesse (ALOHA, 2007).
O programa ALOHA produz e apresenta como forma de resultados, uma planilha com
dados de entrada fornecidos ao programa, e gráficos. No gráfico são construídas curvas de
iso-risco de diferentes cores que representam os níveis de exposição em relação a distância e
concentração do gás tóxico em estudo (EPA, 2007).
Os limites de exposição mínimos a gases tóxicos são denominados AEGLs, estes são
os níveis de exposição abaixo do qual os efeitos adversos para a saúde não são susceptíveis de
ocorrer para a população em geral. Para determinação dos níveis de exposição AEGLs
34
pessoas foram submetidas a exposição a diversos gases tóxicos com o tempo variando entre
10 min a 8 h, a partir disso foram estabelecidos três níveis:
Esses limites de exposição AEGL-1, AEGL-2, e AEGL-3-, distinguem-se pela sua
gravidade, são expressos em ppm ou mg/m3, representam as possíveis conseqüências de
exposição a uma substância, considerando diferentes concentrações e tempo de exposição
(EPA, 2007).
AEGL-1 – prevê-se que a população em geral e indivíduos suscetíveis sofram algum
desconforto, irritação, ou certos efeitos não perceptíveis - assintomáticos. No entanto, os
efeitos devem ser transitórios e reversíveis após a exposição, ou seja, não são incapacitantes.
AEGL-2 – prevê-se que a população em geral, incluindo os indivíduos suscetíveis,
seja contaminada de forma irreversível ou grave, com efeitos duradouros e adversos para a
saúde ou tenham sua capacidade de recuperação diminuída.
AEGL-3 - prevê-se que a população em geral, incluindo os indivíduos suscetíveis,
poderia adquirir risco de vida, com efeitos adversos para a saúde ou mesmo a morte.
Segundo EPA (2007) os limites de exposição do cloro são para: AEGL-1, 0,5 ppm
para 60 minutos de exposição; AEGL-2, 2 ppm para 60 minutos de exposição; AEGL-3, 20
ppm para 60 minutos de exposição.
Na figura 1 é mostrada uma das interfaces de entrada de dados do programa, na figura
2 como o programa apresenta os resultados gerados e na figura 3 o modelo de gráfico
produzido.
35
Figura 1 –Interface de entrada de dados do programa ALOHA.
Fonte: EPA, 2007
Figura 2 - Interface com os resultados do programa ALOHA
Fonte: EPA, 2007
36
Figura 3 –Interface com gráficos gerados pelo programa
Fonte: EPA, 2007
4. MATERIAIS E MÉTODOS
4.1 Considerações Iniciais
Nesse tópico é descrita a proposta metodológica para a realização Estudo de Análise
de Risco (EAR) para a avaliação do risco do cloro gasoso utilizado na Estação de Tratamento
de Água – ETA 006 no processo de desinfecção.
4.2 Localização da Área de Estudo
O presente estudo foi desenvolvido em uma das unidades de Tratamento de Água
(ETA 06) da Companhia de Saneamento do Tocantins (SANEATINS), que é a empresa
responsável pelo tratamento e distribuição de água, coleta e tratamento dos esgotos no Estado
do Tocantins.
37
Ressalta-se que o município.de Palmas possui 6 Estações de Tratamento de Água
(ETA), que abastecem 90% do município. A ETA 06 é a maior delas e a única que utiliza o
cloro gasoso como agente desinfectante.
Conforme pode ser observado na Figura 01, o sistema de cloração da ETA 006, esta
localizado às margens da Rodovia TO-050, ao sul do município de Palmas, coordenadas
UTM 22L 796225E/8861539N.
Figura 4 – Localização da área de estudo
4.3 Visita a campo
Durante o período compreendido entre março e abril de 2009, foram realizadas 5
(cinco) visitas a ETA 06 para coleta de dados e informações pertinentes ao estudo.
Nessas visitas, realizou-se registro fotográfico da área em estudo, bem como, coleta
dos dados presentes nos boletins diários da ETA, que registram diariamente as atividades
referentes ao tratamento de água na Estação.
Os dados de interesse coletados correspondem ao consumo de produtos químicos,
período de funcionamento do sistema de desinfecção, observações e eventuais acontecimentos
(falhas nos sistemas, equipamentos defeituosos, acidentes). Durante a visita foram ainda
coletadas informações sobre o sistema de cloração, por meio de entrevistas com técnicos da
SANEATINS.
38
4.4 Estudo de Analise de Risco
Para o desenvolvimento do presente estudo utilizou-se os procedimentos de avaliação
de risco descritos pelo Manual de Avaliação, Análise e Gerenciamento de Riscos (CETESB,
2008). Desse modo, além de caracterizar a área em estudo, foram aplicadas quatro técnicas de
Análise de Risco, sendo elas: Análise Preliminar de Perigo - APP, Análise por Árvores de
Falha - AAF, Simulação de Cenários utilizando o modelo computacional ALOHA e Mapa de
Riscos.
4.4.1 Caracterização da área de estudo
Durante as visitas a campo foram entrevistados os funcionários de diversos setores de
interesse desse estudo (ETA 06, Setor de Projetos, Segurança do Trabalho), foram observadas
e levantadas as informações pertinentes a casa de química onde está instalado o sistema de
cloração, o que possibilitou caracterizar a mesma e identificar os perigos existentes no local.
4.4.2 Analise Preliminar de Perigo
A aplicação do método de APP consistiu na elaboração de uma planilha onde foram
descritos e avaliados os perigos, as causas, efeitos, categorias, medidas corretivas/preventivas,
considerando a substância química, equipamentos da planta, layout da instalação, ambiente
operacional, atividades operacionais e interfaces entre componentes e sistemas.
Cabe ressaltar que o nível de risco foi determinado com base na elaboração de uma
Matriz de Risco, que considera o cruzamento dos valores de severidade e freqüência, para
definição do valor do risco.
4.4.3 Análise por Árvores de Falhas
Com a aplicação da AAF foram identificadas as causas potênciais dos acidentes
ocorridos e as falhas do sistema. Para tanto foi construído um processo lógico dedutivo, que
partindo de um evento indesejado (acidente) buscou as possíveis causas do mesmo.
Selecionou-se o evento indesejável (evento topo), através dos perigos identificados na
APP e construiu-se uma árvore de falhas seguindo uma sequência lógica de falhas usando os
portões “e” ( ) e “ou” ( ), eventos básicos ( ) e eventos não desenvolvidos ( ),
realizando-se o exame qualitativo da estrutura.
39
Os portões acima mencionados são símbolos, representações gráficas das palavras que
devem ser inseridas em cada ramificação (“e”, “ou”, eventos básicos e eventos não
desenvolvidos), do organograma (árvore de falha). São utilizados para indicar se o evento
seguinte é decorrente de um evento somado a outro evento, ou se um evento é independente
de outro evento, se é um evento básico que pode ter levado a falha no sistema ou se é um
evento que não desenvolvido.
4.4.4 Mapa de Riscos
A elaboração do mapa de riscos do sistema de cloração foi realizada por meio do
levantamento dos seguintes aspectos:
a) Servidores: número, sexo, idade, treinamentos profissionais, de segurança e saúde,
jornada de trabalho; os instrumentos e materiais de trabalho; as atividades exercidas; o
ambiente.
b) Riscos existentes no local de trabalho (riscos ambientais, químicos e biológicos).
c) Medidas preventivas existentes e sua eficácia: - medidas de proteção coletiva, medidas
de organização do trabalho, medidas de proteção individual, medidas de higiene e
conforto (banheiro, lavatórios, vestiários, armários, bebedouro, refeitório, área de
lazer, etc.).
A partir dessas informações elaborou-se o mapa de risco sobre o layout do local
fornecido pela empresa, indicando através de círculos: o grupo a que pertence o risco, de
acordo com a cor padronizada, o número de trabalhadores expostos ao risco, a especificação
do agente, a intensidade do risco, de acordo com a percepção dos trabalhadores, que foi
representado por tamanhos proporcionalmente diferentes dos círculos.
4.4.5 Simulação de Cenários – ALOHA
Através das técnicas APP e AAF identificou-se a hipótese de um evento indesejado,
um sinistro envolvendo vazamento de Cl2, e realizou-se uma simulação de cenários de
dispersão atmosférica do Gás Cloro utilizando o modelo computacional ALOHA.
A simulação dos cenários estabelecidos no trabalho foi realizada de acordo com: dados
das condições atmosféricas (direção e velocidade do vento, umidade e temperatura do ar)
obtidos na Estação Meteorológica da Universidade Federal do Tocantins, características do
cilindro de armazenagem do Cl2 utilizado na SANEATINS e características da substância Cl2.
40
Para a entrada dos dados atmosféricos considerou-se os dados atmosféricos do ano de
2008, os dados foram obtidos no centro de meteorologia NEMET-UNITINS, utilizando os
dados da estação meteorológica do município Palmas. Utilizou-se os maiores e menores
valores do ano de 2008 dos itens: velocidade do vento (m/s), temperatura (ºC), umidade
relativa (%) e direção do vento ( º ), foram ainda considerados o cilindro de cloro cheio, com
a quantidade máxima de cloro gasoso (571 litros), e um orifício de vazamento com diâmetro
de 0,075 m ou ¾, escolhido baseando-se na maior dimensão das válvulas do cilindro.
Desse modo foram feitas 16 simulações, realizando a todas as combinações possíveis
com as quatro variáveis utilizadas, intercalando todas as condições e parâmetros
considerados. Tais valores foram escolhidos com o intuito de fazer as simulações de eventos
com os valores extremos das variáveis, para encontrar a condição mais crítica para a
ocorrência de um vazamento, estabelecendo assim os limites máximos de vazamento possível
decorrente de um cilindro cheio nas piores condições atmosféricas.
Com as simulações além da quantidade de cloro gasoso liberado e o tempo de
liberação, o programa apresenta graficamente as distâncias atingidas pelo vazamento e os
diferentes limites de exposição AEGLs e IDLH para os diferentes pontos atingidos. Os
AEGLs são mostrados através de curvas de iso-risco que indicam as concentrações na área
afetada.
Desse forma pode-se verificar se os pontos de interesse definidos nos arredores da
ETA 006 foram atingidos pelo vazamento de cloro gasoso e qual o risco de exposição nesses
pontos.
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES
Neste item são apresentados os resultados obtidos durante o desenvolvimento desse
estudo. Somente após o inicio das visitas a campo foi possível iniciar o desenvolvimento da
presente metodologia e realizar a caracterização da área, etapa imprescindível para realização
da presente análise de risco.
5.1 Caracterização da área em estudo
Observa-se que a ETA 006 coleta água do Córrego Taquarussu Grande e realiza o
tratamento simples, que consiste basicamente em coagulação, floculação, decantação,
filtração e desinfecção. O sistema de cloração é o sistema que realiza a desinfecção da água
41
tratada. No sistema existem 3 tanques de flúor, 1 tanque de hipoclorito, 8 cilindros de cloro de
900 kg, 2 dosadores de cloro, 1 ponte rolante e 1 chuveiro de emergência (Figura 5).
Figura 5 – Sistema de Cloração
a) Vista frontal, Plataforma de descarga; b) ponte rolante, cilindros
c) Vista lateral, chuveiro de emergência; d) Dosadores
Em relação a operação da ETA observa-se que os técnicos operacionais são
responsáveis pelo seu funcionamento e monitoramento 24 horas/dia (escala de 12 horas). O
técnico responsável registra no Boletim Diário o tempo e horário em que os dosadores de
cloro gasoso permaneceram ligados, e se houve algum problema no sistema (aplicação do
desinfectante, dosadores e equipamentos). São registrados o dia e a hora das trocas dos
cilindros, o período que permaneceram em funcionamento e paradas decorrentes de
problemas nos equipamentos.
Vale mencionar que a empresa possui a CIPA - Comissão Interna de Prevenção de
Acidentes. A CIPA realiza treinamentos de Segurança do Trabalho 1 (uma) vez por ano com
todos os funcionários da empresa. Os técnicos que manuseiam os equipamentos e produtos
(cloro gasoso) utilizados na cloração recebem treinamento de prevenção de acidentes da
empresa que fornece os cilindros de cloro gasoso.
42
No prédio do sistema de cloração existe uma caixa com os equipamentos para
contenção de vazamentos de cloro gasoso provenientes dos cilindros. Nas dependências da
ETA existe 1 (um) armário acoplado na entrada da casa das máquinas, a uma distância
aproximada de 200 m do sistema de cloração, com os equipamentos de segurança (máscara,
luvas e cilindro de oxigênio) a serem utilizados em caso de vazamentos químicos (Figura 6).
Na parte externa do prédio estão o chuveiro para emergências e as tubulações de água para
mistura de cloro gasoso e formação da solução que é aplicada a água tratada (Figura 8).
Figura 6– Armário com os Equipamentos de Segurança.
Figura 7 – Caixa com os equipamentos para contenção de vazamentos.
Figura 8 – Chuveiro de emergência e tubulações externas.
Os cilindros de cloro gasoso são substituídos sempre que o cilindro em uso fica vazio,
trocado por 1 cilindro cheio. A troca dos cilindros de cloro gasoso é feita por meio de uma
ponte mecânica, que suspende os cilindros, fazendo sua movimentação. (Figura 9). Todos os
cilindros são identificados com etiquetas com o nº de série, data, peso, se está cheio ou vazio
43
(Figura 10). O fornecimento de cilindros de cloro gasoso é de acordo com a demanda de uso
da ETA e rota da empresa de distribuição.
Figura 9 – Cilindro sendo suspenso para
troca.
Figura 10 - Ficha de identificação do cilindro.
5.1.2 Irregularidades
Conforme observado na Figura 11, a área de armazenagem e dosadores da ETA 006
estão localizados no mesmo ambiente, a área é coberta, possui aberturas na parede do teto até
1m do chão e não possui um sistema de ventilação forçada.
Entretanto, de acordo com a NBR 12216, a área de armazenagem e a sala de dosadores
de cloro devem estar em área coberta, quando fechadas por paredes, devem ser considerados
os aspectos: a existência de ventilação natural por meio de aberturas até o piso, além da
ventilação natural, deve haver ventilação forçada, produzida por exaustor ou insuflador,
disposto a forçar o ar atravessar rente ao piso, todo o ambiente a ser ventilado.
44
Figura 11 – Vista Parcial da parte de externa da sala de cloro gasoso.
Ainda segundo a NBR 12216 as chaves ou interruptores dos aparelhos deveriam estar
localizados na parte externa do recinto. Segundo a NR-8286 a plataforma de descarga dos
cilindros deveria ter suas bordas pintadas com uma faixa amarela.
Figura 12 – Plataforma de descarga
Segundo a NBR 12216 o controle da quantidade de cloro disponível deve ser feito por
meio de balança ou por dispositivo indicador de pressão dos cilindros em uso, a sala deve ter
um detector de cloro com alarme e máscaras autônomas estrategicamente localizadas, o
sistema de cloração em estudo não possui tais dispositivos de segurança.
Outras irregularidades encontradas foram: a ausência de manutenção periódica nos
equipamentos (esteira rolante, tubulações, válvulas e dosadores) o que compromete o
funcionamento adequado do sistema; a disposição do tanque de flúor e hipoclorito na parte
aberta da sala dificulta a saída de pessoas no caso de um vazamento ou incêndio como é
possível observar na figura 12.
45
A caixa de ferramentas para contenção de vazamentos deve estar organizada, para que
na ocorrência de um vazamento o acesso às ferramentas seja facilitado, assim como devem
estar sinalizados o local onde estão a caixa e os extintores de incêndio (Figura 13 e 14).
As placas de sinalização que estão atrás da caixa de ferramentas (Figura 13) deveriam
estar dispostas conforme NBR 13434, nos locais respectivos aos perigos identificados.
Figura 13 – Caixa com ferramentas para contenção de vazamento de Cl2 e placas de sinalização.
Figura 14 – Extintor e caixa de ferramentas sem sinalização.
As tubulações onde passam cloro, energia elétrica e água (Figura 15) devem estar
pintadas de acordo com a NBR-7485 indicando a substância ou material que passa dentro da
tubulação (água, fiação elétrica, substância tóxica). O armário com os EPI’s deve ser maior e
melhor organizado para que na ocorrência de um vazamento o acesso aos equipamentos pelos
trabalhadores seja facilitado (Figura 16).
Figura 15 – Tubulações de saída de cloro gasoso e
energia elétrica.
Figura 16 – Caixa com EPI’s para acidentes.
46
5.2 Análise Preliminar dos Perigos Para elaboração da APP foram levantados os perigos existentes no sistema de cloração
da ETA 006, foram encontrados 11 perigos, identificadas suas causas e seus possíveis efeitos
e indicadas as medidas corretivas/preventivas para esses perigos, listados no quadro 4. As
categorias de severidade, freqüência e risco seguiram o modelo apresentado nas Tabela 3, 4 e
no Quadro 3.
47
Quadro 4 – Planilha de Riscos
PLANILHA – APP Unidade: Sistema de Cloração – ETA 006 Data: 12 / 05 /2009 Local: Palmas - Tocantins
Categoria
Perigo Causa Efeito
Sever. Freq. Risco
Medidas corretivas/preventivas
Grande Liberação Cl2
Ruptura do cilindro Dispersão da nuvem com potencial para fatalidades
IV-Catastróficas
B 2 Minimizar estocagem no local, fornecer sistema de alerta, buscar meios alternativos para produção de cloro, treinamento dos funcionários.
Média liberação Cl2
Ruptura da linha de alimentação Ruptura de válvulas Rupturas de conexões do cilindro
Dispersão da nuvem com potencial para fatalidades
III- Critica D 4 Manutenção periódica dos equipamentos, uso de EPI’s, treinamento dos funcionários.
Pequena liberação Cl2
Ruptura de válvulas Gás preso nas tubulações
Dispersão da nuvem sem potencial para fatalidades
II- Marginal E 4 Manutenção periódica dos equipamentos, uso de EPI’s, treinamento dos funcionários.
Acidentes com produtos Cl2.
Ausência de placas informativas
Acidentes de trabalho devido a manipulação indevida dos produtos flúor, Hipoclorito e Cl2.
II- Marginal D 3 Colocar placas de informações e treinamento para os funcionários.
Acidentes com equipamentos
Ausência de Placas informativas
Acidentes de trabalho devido a utilização incorreta dos equipamentos de manutenção, EPI’s. (ou falta)
II- Marginal D 3 Colocar placas de informações e treinamento para os funcionários.
Risco de Acidente ou intoxicação
Mau planejamento do sistema. Disposição inadequada dos EPI’s.
Intoxicação, acidente físico e químico por falta de EPI
III- Critica E 5 Colocar os EPI’s em locais adequados e realizar verificação de suas condições periodicamente.
48
PLANILHA – APP Unidade: Sistema de Cloração – ETA 006 Data: 12 / 05 /2009 Local: Palmas – Tocantins
Categoria
Perigo Causa Efeito
Sever. Freq. Risco
Medidas corretivas/preventivas
Risco de acidente ou intixicação
Mau planejamento do sistema Disposição inadequada dos Materiais para conteção de vazamentos.
Intoxicação por vazamento, acidente físico por falta de EPI, queda por tropeçar em materiais colocados em locais inadequados
III- Critica E 5 Mudar o local dos materiais de contenção de vazamento colocando em local de fácil acesso e de forma organizada.
Risco de falha ou rompimento do sistema
Poucos funcionários. Ausência de manutenção
Ocorrência de vazamentos e falhas no sistema
IV-Catastróficas
E 5 Disponibilizar funcionários treinados para fazer manutenção do sistema periodicamente.
Rompimento de cilindro na descarga
Queda ou falha no transporte dentro da unidade
Ocorrência de vazamentos. III- Critica B 2 Manutenção adequada dos equipamentos, treinamento adequado dos funcionários.
Vazamento durante a descarga
Queda ou falha no transporte dentro da unidade
Vazamento de cloro gasoso III- Critica B 2 Manutenção adequada do cilindro e válvulas.
Choque do caminhão durante a descarga
Falta de sinalização Queda do cilindro; Danificação do Cilindro
II- Marginal D 3 Fazer sinalização adequada da área descarga.
.
49
Pelos perigos levantados na APP, pode-se notar que as atividades de que geram
maiores riscos são aquelas ligadas ao vazamento de cloro de gasoso dos cilindros. Apesar do
risco considerado alto, a freqüência de ocorrência é baixa, ou seja a possibilidade haver um
vazamento é remota. O risco é considerado alto, pois uma pequena concentração de cloro
liberado no ambiente é tóxico para o homem, sendo letal a uma dose de 10 ppm.
O rompimento dos cilindros é extremamente remoto, sendo necessário falhas múltiplas
e condições adversas para que o mesmo se rompesse. Assim na ocorrência do vazamento as
possibilidades maiores são as de rompimento nas diversas válvulas existentes no cilindro, que
podem apresentar vazamento por defeito de fabricação, falha humana (manipulação
inadequada, ausência de manutenção) e desgaste.
O risco de vazamento pode ser agravado devido a inconformidades, ausência de
sinalizações, disposição inadequada de EPI’s e ferramentas para contenção de vazamentos de
cloro gasoso.
5.3 Análise Por Árvore de Falhas
De acordo com estudo realizado na APP apresentada anteriormente, observou-se que o
perigo com maior risco, que traria maiores prejuízos ao ambiente e ao homem seria a
ocorrência de um vazamento de cloro gasoso no sistema de cloração. Baseando-se nesse
contexto construiu-se uma AFF tendo seu evento topo um vazamento de cloro gasoso, a
árvore de falha mostra as possíveis falhas que causariam um vazamento de cloro de gasoso.
Baseando-se nesse estudo quando houver um sinistro de cloro gasoso através da árvore
de falhas, é possível observar as ramificações do organograma e verificar quais são as falhas
que poderiam ter acontecido e assim eliminar as possibilidades de falhas que provavelmente
não ocorreram, direcionando as hipóteses pelas quais poderiam ter ocorrido o vazamento,
facilitando a investigação da causa do acidente e tornando eficaz sua contenção e correção,
uma vez que permite identificar o local exato da falha ocorrida.
50
Figura 17 – Árvore de Falha
51
52
Por meio da árvore de falha verificou-se que manutenção e uso inadequado dos
equipamentos, falha humana e defeito de fabricação de peças são as causas básicas de
possíveis vazamentos. Ressalta-se que esses eventos, caso não corrigidos em um espaço de
tempo curto, podem ocasionar rupturas e/ou apresentar um efeito cumulativo o que
respectivamente agravaria um possível cenário de liberação do gás. Desse modo, é
fundamental a verificação preventiva e manutenção periódica do sistema.
5.4 Mapa de Riscos
Identificou-se no local de estudo os riscos do sistema de cloração, para visualização
dos riscos e o seu local elaborou-se o mapa de riscos ambientais (Figura 18) e uma planilha
dos riscos (Figura 19). A planilha de riscos apresenta o número que de colaboradores que
freqüentam o local em estudo, os agentes de risco identificados, recomendações de
segurança, e porcentagem dos riscos de acordo com seu tamanho.
Figura 18 – Mapa de Riscos Ambientais
53
Legenda
Figura 19 – Planilha de Riscos Ambientais
54
5.5 Simulação dos cenários
Para a simulação dos cenários de dispersão foram identificados os pontos de
interesse, sendo eles: a Rodovia TO-050, o Campus de uma faculdade e algumas
residências nos arredores da ETA 006, como observado na Figura 11.
A ETA 006 esta localizada a uma distância de 242m da rodovia TO-050, a 465m do
campus da faculdade e a distância de 261m da residência mais próxima.
Figura 20 – Pontos de Interesse para a simulação
Fonte: Google Earth, 2008.
Os dados meteorológicos utilizados estão especificados na tabela 6.
Tabela 6 – Dados meteorológicos Dir. V. T V UR Mínimo 167 17.4 0.6 23 Máximo 280.3 40.4 5.1 85 Direção do Vento = Dir. V. ( º ) Temperatura = T ( ºC) Velocidade do vento = V (m/s) Umidade Relativa do ar = UR ( % ) Fonte: NEMET
55
Após simuladas as 16 possibilidades consideradas (tabela 7), foram obtidos o
volume total de cloro gasoso liberado no vazamento e o quantidade máximo de cloro
gasoso liberado por segundo de vazamento.
Tabela 7 – Resultados das simulações ALOHA
Simulações Dir. Vento
( º ) T (ºC)
V (m/s)
UR (%)
Volume Vazado (Kg)
Vazamento máximo (Kg/s)
A1 167 17.4 0.6 23 480 8 A2 280.3 17.4 0.6 23 480 8 B1 167 17.4 0.6 85 480 8 B2 280.3 17.4 0.6 85 480 8 C1 167 17.4 5.1 85 480 8 C2 280.3 17.4 5.1 85 480 8 D1 167 17.4 5.1 23 480 8 D2 280.3 17.4 5.1 23 480 8 E1 167 40.4 0.6 85 481 8.02 E2 280.3 40.4 0.6 85 481 8.02 F1 167 40.4 0.6 23 481 8.02 F2 280.3 40.4 0.6 23 481 8.02 G1 167 40.4 5.1 85 481 8.02 G2 280.3 40.4 5.1 85 481 8.02 H1 167 40.4 5.1 23 481 8.02 H2 280.3 40.4 5.1 23 481 8.02
Analisando-se as simulações de A a H é possível observar que houve uma pequena
variação no volume de cloro gasoso liberado nas simulações de E a H, 0,02 kg/s na
quantidade de cloro gasoso liberado e de 1 kg no volume total liberado, pode-se então
concluir que essa variação ocorreu devido a temperatura de 40,4ºC. Com isso pode-se
observar que as outras variáveis consideradas não causam alteração no volume de cloro
liberado para a atmosfera.
Cada uma das simulações possui um gráfico gerado automaticamente pelo
programa ALOHA, que mostra o alcance em km da dispersão simulada (Figura 21).
56
Gráfico da dispersão da simulação a1
Gráfico da dispersão da simulação a2
Gráfico da dispersão da simulação b1
Gráfico da dispersão da simulação b2
Gráfico da dispersão da simulação c1
Gráfico da dispersão da simulação c2
57
Gráfico da dispersão da simulação d1
Gráfico da dispersão da simulação d2
Gráfico da dispersão da simulação e1
Gráfico da dispersão da simulação e2
Gráfico da dispersão da simulação f1
Gráfico da dispersão da simulação f2
58
Gráfico da dispersão da simulação g1.
Gráfico da dispersão da simulação g2.
Gráfico da dispersão da simulação h1.
Gráfico da dispersão da simulação h2
Figura 21 – Gráficos das Simulações ALOHA.
Observando-se os gráficos resultantes das simulações podemos perceber que a
direção do vento não influência a forma das dispersões, apenas no sentido que a dispersão
irá ocorrer. Podemos ainda verificar que existem duas situações onde os cenários
apresentam-se mais críticos, o primeiro com o vento na sua velocidade máxima 5,1 m/s e a
temperatura mais elevada 40,4ºC, no qual a dispersão percorreria a maior distância, e o
segundo com a maior temperatura e a menor velocidade, cenário que a dispersão atingiria
uma distância menor, mas teria uma área de abrangência maior na área no entorno da ETA.
Na situação critica com velocidade do vento 5,1m/s a nuvem de dispersão
percorreria uma distância de quase 8 km, tendo sua maior concentração, com índice para
mortalidade IDLH 10ppm até uma distância de 2,2 km, AEGL-2 de 2,2 km até 4,2 km e
AEGL-1de 4,2 a 8 km, nesse cenário como é possível observar na Figura 22, a área
atingida com potencial para casos sérios de intoxicação e letalidade atinge além da ETA
59
006 na sua totalidade, a Rodovia TO-050 num trecho aproximado de 4,5 km, dois corpos
hídricos que teriam acidificação de suas águas ao serem atingidos por uma grande
quantidade de cloro gasoso, que reage com a água formando ácido clorídrico e uma área
residencial de aproximadamente 1 km2.
Na situação critica com velocidade do vento 0,6 m/s a nuvem de dispersão
percorreria uma distância de quase 5 km, tendo sua maior concentração, com índice para
mortalidade IDLH 10ppm até uma distância de 1,2 km, AEGL-2 até 2,2 km e até 5 km
AEGL-1. Como é possível observar na Figura 23, a área atingida com potencial para casos
sérios de intoxicação e letalidade atinge além da ETA 006 na sua totalidade, o campus da
faculdade, a Rodovia TO-050 num trecho aproximado de 3 km, dois corpos hídricos que
teriam acidificação de suas águas ao serem atingidos por uma grande quantidade de cloro
gasoso, que reage com a água formando ácido clorídrico e uma área residencial de
aproximadamente 500 m2.
Figura 22 – Cenário da dispersão mais critica com a velocidade máxima.
60
Figura 23 – Cenário da dispersão mais critica com a velocidade mínima.
Ressalta-se que área atingida ainda é o dobro do que esta representado nas figuras
22 e 23, mas a partir do limite representado a concentração de cloro gasoso não causaria
mortes ou quadros com conseqüências irreversíveis a população atingida.
61
6. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Diante a realização do presente estudo pode-se afirmar que o maior risco existente
no sistema de cloração é diretamente relacionado a manipulação do cloro gasoso, que é
altamente tóxico para o homem e o meio ambiente e ainda altamente reativo com a água e
metais.
Observa-se no mapa de riscos ambientais que as áreas de descarregamento e
manipulação do cloro (conexões entre válvulas e tubulações) são as áreas de grande risco,
com maior possibilidade de acidentes. Há ainda um risco desnecessário na saída da sala
que está bloqueada por caixas que armazenam outras substâncias, dificultando a evacuação
da área em caso de vazamento.
O risco de intoxicação com o cloro gasoso é agravado devido a diversas
irregularidades presentes no sistema: disposição inadequada de materiais e equipamentos,
sinalização precária, falta de manutenção do sistema que podem causar falhas
diversas.Essas irregularidades podem ser corrigidas se forem seguidas as Normas
Brasileiras de segurança em vigência (NBR’s 12216 e 13434, NR’s 7485 e 8286 ), se
seguidas as normas os riscos podem ser minimizados.
Os cenários simulados de vazamentos acidentais de cloro, mostram que um
vazamento de cloro gasoso pode atingir um grande número de indivíduos nos arredores da
ETA 006, chegando até uma distância de 8km na situação mais critica, que colocaria em
risco parte de um bairro residencial, o campus da universidade, indivíduos presentes na
rodovia TO-050 e comprometeria os corpos hídricos atingidos.
Considerando que o maior risco é a liberação de cloro gasoso, que pode causar
intoxicações graves com potencial para mortes(concentração >= 10ppm) até uma distância
de 2,2 km do ponto de liberação, e quadros de intoxicação com danos irreversíveis a saúde
(concentração > 0,5 e < 10 ppm) até uma distância de 5 km, é importante não existam
irregularidades no sistema, que sejam instalados alarmes que notifiquem vazamentos, o
treinamento de funcionários para emergências, um plano de resposta a acidentes, alerta a
população e planos de evacuação.
Apesar do cenário crítico apresentar pouca probabilidade de ocorrer, outros
cenários atingindo distâncias menores podem acontecer colocando em risco com igual
severidade os indivíduos e ambiente atingidos.
62
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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